Сериядағы басқа мақалалар:
- Эстафетаның шығу тарихы
- Электрондық есептеуіш машиналардың пайда болу тарихы
- Транзистордың пайда болу тарихы
- Интернет тарихы
Жүз жылдан астам аналогтық ит сандық құйрығын бұлғап келеді. Біздің сезім мүшелеріміздің мүмкіндіктерін - көру, есту, тіпті, белгілі бір мағынада, сенсорлық мүмкіндіктерін кеңейту әрекеттері инженерлер мен ғалымдарды телеграфтар, телефондар, радиолар және радарлар үшін жақсырақ компоненттерді іздеуге әкелді. Бұл ізденіс сандық машиналардың жаңа түрлерін жасауға жол ашты. Ал мен осы константаның тарихын айтуды жөн көрдім , бұл кезде телекоммуникация инженерлері алғашқы цифрлық компьютерлердің шикізатын қамтамасыз етті, кейде тіпті сол компьютерлерді өздері жобалап, құрастырды.
Бірақ 1960 жылдарға қарай бұл жемісті ынтымақтастық аяқталды және онымен менің оқиғам аяқталды. Цифрлық жабдықты өндірушілер бұдан былай жаңа, жетілдірілген қосқыштар үшін телеграф, телефон және радио әлемдерін іздеудің қажеті болмады, өйткені транзистордың өзі жетілдірудің сарқылмас көзі болды. Жылдан жылға олар тереңірек қазып, жылдамдықты экспоненциалды түрде арттыру және шығындарды азайту жолдарын табады.
Алайда, егер транзистордың өнертабысы тоқтаған болса, мұның ешқайсысы болмас еді .
Баяу бастау
Белл зертханасының транзистордың өнертабысы туралы хабарландыруына танымал баспасөзде аз ынта болды. 1 жылы 1948 шілдеде The New York Times радио жаңалықтарының төменгі жағындағы оқиғаға үш абзац арнады. Оның үстіне, бұл жаңалық басқалардан кейін пайда болды, олар маңыздырақ болды: мысалы, NBC-де пайда болуы керек болатын бір сағаттық «Вальс уақыты» радиошоуы. Ойлап қарасақ, күлгіміз келеді, тіпті белгісіз авторларға ұрысамыз – олар дүниені төңкерген оқиғаны қалай мойындамай қалды?
Бірақ артқа шолу қабылдауды бұрмалайды, маңыздылығы сол кезде шу теңізінде жоғалып кеткен сигналдарды күшейтеді. 1948 жылғы транзистор осы мақаланы оқып жатқан компьютерлердің транзисторларынан өте ерекшеленді (егер сіз оны басып шығаруды шешпесеңіз). Олардың бір-бірінен ерекшеленетіні сонша, бір атауға және оларды байланыстыратын үзіліссіз тұқым қуалаушылық сызығына қарамастан, оларды әртүрлі тұқымдар болмаса, әртүрлі түрлер деп санау керек. Олардың әртүрлі композициялары, әртүрлі құрылымдары, әртүрлі жұмыс принциптері бар, олардың мөлшерінің үлкен айырмашылығы бар. Бардин мен Браттейн жасаған ебедейсіз құрылғы әлемді және біздің өмірімізді өзгерте алатын тұрақты қайта ойлап табу арқылы ғана болды.
Шын мәнінде, бір нүктелі германий транзисторы оған қарағанда көбірек назар аударуға лайық емес еді. Оның вакуумдық түтіктен тұқым қуалайтын бірнеше ақаулары болды. Бұл, әрине, ең ықшам шамдарға қарағанда әлдеқайда аз болды. Ыстық жіптің болмауы оның жылуды аз өндіретінін, энергияны аз тұтынатынын, күйіп кетпейтінін және қолданар алдында жылытуды қажет етпейтінін білдірді.
Дегенмен, жанасу бетіндегі кірдің жиналуы істен шығуға әкеліп соқты және ұзақ қызмет ету мүмкіндігін жоққа шығарды; ол шулы сигнал берді; тек төмен қуатта және тар жиілік диапазонында жұмыс істеді; жылу, суық немесе ылғалдылық болған кезде сәтсіздікке ұшырады; және оны біркелкі өндіру мүмкін болмады. Бір адамдар жасаған бірнеше транзисторлар әртүрлі электрлік сипаттамаларға ие болады. Мұның бәрі әдеттегі шамға қарағанда сегіз есе қымбатқа түсті.
1952 жылға дейін ғана Bell Labs (және басқа патент иегерлері) бір нүктелі транзисторларды практикалық құрылғыларға айналдыру үшін жеткілікті өндіріс мәселелерін шешті, тіпті сол кезде де олар есту аппараты нарығынан тыс көп тараған жоқ, мұнда баға сезімталдығы салыстырмалы түрде төмен болды. .және батареяның қызмет ету мерзімі бойынша артықшылықтар кемшіліктерден басым болды.
Алайда, содан кейін транзисторды жақсырақ және пайдалы нәрсеге айналдырудың алғашқы әрекеттері басталды. Олар шын мәнінде жұртшылық оның бар екенін білген сәттен әлдеқайда ерте басталды.
Шоклидің амбициялары
1947 жылдың аяғында Билл Шокли үлкен толқумен Чикагоға сапар шекті. Оның Бардин мен Браттейннің жақында ойлап тапқан транзисторын қалай жеңуге болатыны туралы түсініксіз идеялары болды, бірақ оларды әзірлеуге әлі мүмкіндік болмады. Сондықтан ол жұмыс кезеңдері арасындағы үзілістің орнына Рождество мен Жаңа жылды қонақүйде өткізіп, дәптердің 20-ға жуық бетін өз идеяларымен толтырды. Олардың арасында жартылай өткізгішті сэндвичтен тұратын жаңа транзистор туралы ұсыныс болды - n-типті екі бөлік арасындағы p-типті германий тілімі.
Осы эйсті жігерлендіріп, Шокли Бардин мен Бреттейнге транзисторды ойлап тапқаны үшін барлық құрметті талап етіп, Мюррей Хиллге қайтып оралуын талап етті. Бардин мен Браттейнді зертханаға әкелген оның дала әсері туралы идеясы емес пе? Бұл патентке барлық құқықтарды оған беру қажеттілігін тудыруы керек емес пе? Алайда Шоклидің айласы кері нәтиже берді: Bell Labs патенттік заңгерлері белгісіз өнертапқыштың , жартылай өткізгіш өріс әсері күшейткішін 20 жылдай бұрын, 1930 жылы патенттеген. Лилиенфельд, әрине, сол кездегі материалдардың жағдайын ескере отырып, өз идеясын ешқашан жүзеге асырмады, бірақ қабаттасу қаупі тым үлкен болды - бұл туралы толығымен атап өтуден аулақ болған жөн. патенттегі өріс әсері.
Осылайша, Bell Labs Шоклиге өнертапқыштың несиесінің жомарт үлесін бергенімен, олар патентте Бардин мен Браттейнді ғана атады. Дегенмен, жасалған нәрсені қайтару мүмкін емес: Шоклидің амбициялары оның екі бағыныштымен қарым-қатынасын бұзды. Бардин транзисторда жұмысын тоқтатып, асқын өткізгіштікке шоғырланды. Ол 1951 жылы зертханаларды тастап кетті. Браттайн сонда қалды, бірақ Шоклимен қайтадан жұмыс істеуден бас тартты және басқа топқа ауыстырылуын талап етті.
Басқа адамдармен жұмыс істей алмағандықтан, Шокли зертханаларда ешқашан алға жылжымады, сондықтан ол да сол жерден кетіп қалды. 1956 жылы ол өзінің Shockley Semiconductor транзисторлық компаниясын құру үшін Пало Альтоға үйіне оралды. Кетер алдында ол әйелі Джин жатырдың қатерлі ісігінен айығып жатқанда ажырасып, көп ұзамай үйленетін Эмми Ланнингпен араласады. Бірақ оның калифорниялық арманының екі жартысы - жаңа компания және жаңа әйел - тек біреуі ғана орындалды. 1957 жылы оның ең жақсы инженерлері оның басқару стилі мен компанияны ұстанған бағытына ашуланып, оны жаңа компания Fairchild Semiconductor құруға қалдырды.
Шокли 1956 ж
Сондықтан Шокли өз компаниясының бос қабығын тастап, Стэнфордтағы электротехника бөліміне жұмысқа орналасты. Онда ол әріптестерін (және оның ең ескі досы, физик) алшақтауын жалғастырды. ) оны қызықтырған нәсілдік азғындау теориялары және – соңғы соғыс аяқталғаннан бері Құрама Штаттарда, әсіресе академиялық ортада танымал емес тақырыптар. Ол дау тудырып, бұқаралық ақпарат құралдарын қамшылап, наразылық тудырудан ләззат алды. Ол 1989 жылы қайтыс болды, балалары мен әріптестерінен алыстады және оған тек өзінің мәңгі адал екінші әйелі Эмми келді.
Кәсіпкерлік жолындағы әлсіз әрекеттері сәтсіз аяқталса да, Шокли жемісті топыраққа тұқым отырғызды. Сан-Франциско шығанағы аймағында көптеген шағын электроника фирмалары шығарылды, олар соғыс кезінде федералды үкіметтің қаржыландыруымен тазартылды. Шоклидің кездейсоқ ұрпағы Fairchild Semiconductor ондаған жаңа компанияларды тудырды, олардың бірнешеуі әлі күнге дейін белгілі: Intel және Advanced Micro Devices (AMD). 1970 жылдардың басында бұл аймақ «Кремний алқабы» деген күлкілі лақап атқа ие болды. Бірақ бір минут күтіңіз - Бардин мен Браттайн германий транзисторын жасады. Кремний қайдан пайда болды?
Бұрын Shockley Semiconductor орналасқан тасталған Mountain View сайты 2009 жылы осылай болды. Бүгінде ғимарат бұзылған.
Силикон қиылысына қарай
Чикагодағы қонақүйде Шокли ойлап тапқан транзистордың жаңа түрінің тағдыры оның өнертапқышына қарағанда әлдеқайда бақытты болды. Мұның бәрі бір адамның жалғыз, таза жартылай өткізгіш кристалдарды өсіруге деген ұмтылысының арқасында. Техастың физик-химигі Гордон Теал докторлық дәрежесін алу үшін сол кезде пайдасыз германийді зерттеген, 30 жылдары Bell Labs-қа жұмысқа орналасты. Транзистор туралы біліп, оның сенімділігі мен қуатын сол кезде қолданылған поликристалды қоспалардан емес, таза монокристалдан жасау арқылы айтарлықтай жақсартуға болатынына көз жеткізді. Шокли оның күш-жігерін ресурстарды ысырап ету ретінде қабылдамады.
Дегенмен, Teal табандылық танытып, инженер-механик Джон Литтлдің көмегімен балқытылған германийден кішкентай кристалдық тұқымды алатын құрылғыны жасап, табысқа жетті. Ядроның айналасында салқындаған сайын германий өзінің кристалдық құрылымын кеңейтіп, үздіксіз және таза дерлік жартылай өткізгіш торды құрады. 1949 жылдың көктемінде Teal және Little тапсырыс бойынша кристалдар жасай алды және сынақтар олардың поликристалды бәсекелестерінен әлдеқайда артта қалғанын көрсетті. Атап айтқанда, оларға қосылған кішігірім тасымалдағыштар ішінде жүз микросекунд немесе одан да ұзақ өмір сүре алады (басқа кристалдық үлгілердегі он микросекундтан аспайды).
Енді Teal көбірек ресурстарға қол жеткізе алды және өз командасына көбірек адамдарды жалдады, олардың арасында Техастан Bell Labs-ке келген тағы бір физик химик - Морган Спаркс болды. Олар тиісті қоспалардың моншақтарын қосу арқылы p-типті немесе n-типті германий алу үшін балқыманы өзгерте бастады. Бір жыл ішінде олар германий npn сэндвичін балқымада тікелей өсіретіндей технологияны жетілдірді. Және ол Шокли болжағандай жұмыс істеді: p-типті материалдан алынған электрлік сигнал оны қоршап тұрған n-типті бөліктерге қосылған екі өткізгіш арасындағы электр тогын модуляциялады.
Морган Спаркс пен Гордон Тил Bell зертханасында жұмыс үстелінде
Бұл өсірілген қосылыс транзисторы барлық жағынан дерлік өзінің бір нүктелі байланыс ата-бабасынан асып түседі. Атап айтқанда, ол сенімдірек және болжамды болды, шуды әлдеқайда аз шығарды (сондықтан анағұрлым сезімтал болды) және энергияны өте тиімді пайдаланды - әдеттегі вакуумдық түтікке қарағанда миллион есе аз энергия тұтынатын. 1951 жылдың шілдесінде Bell Labs жаңа өнертабысты жариялау үшін тағы бір баспасөз конференциясын өткізді. Алғашқы транзистор нарыққа қол жеткізгенге дейін ол маңызды емес болып қалды.
Бірақ бұл тек бастамасы болды. 1952 жылы General Electric (GE) қосылыс транзисторларын жасаудың жаңа процесін, біріктіру әдісін әзірлегенін жариялады. Оның шеңберінде индийдің екі шары (p-типті донор) n-типті германийдің жұқа тілімінің екі жағында балқытылған. Бұл процесс қорытпадағы өсетін түйіспелерге қарағанда қарапайым және арзанырақ болды; мұндай транзистор аз қарсылық берді және жоғары жиілікті қолдады.
Өскен және біріктірілген транзисторлар
Келесі жылы Гордон Тил өз мемлекетіне оралуды шешті және Далластағы Texas Instruments (TI) компаниясына жұмысқа орналасты. Компания Geophysical Services, Inc. ретінде құрылды және бастапқыда мұнай барлауға арналған жабдықты шығарды, TI соғыс кезінде электроника бөлімшесін ашты және қазір Western Electric лицензиясы бойынша транзисторлар нарығына кірді (Bell Labs өндірістік бөлімшесі).
Teal өзімен бірге зертханаларда үйренген жаңа дағдыларды әкелді: өсу қабілеті және кремний монокристалдары. Германийдің ең айқын әлсіздігі оның температураға сезімталдығы болды. Кристаллдағы германий атомдары жылу әсер еткенде бос электрондарды тез тастап, ол барған сайын өткізгішке айналады. 77 °C температурада ол транзистор сияқты мүлдем жұмысын тоқтатты. Транзисторларды сатудың негізгі мақсаты әскерилер болды - баға сезімталдығы төмен және тұрақты, сенімді және ықшам электрондық компоненттерге үлкен қажеттілік бар әлеуетті тұтынушы. Дегенмен, температураға сезімтал германий көптеген әскери қолданбаларда, әсіресе аэроғарыш саласында пайдалы болмайды.
Кремний әлдеқайда тұрақты болды, бірақ болатпен салыстырғанда әлдеқайда жоғары балқу температурасына байланысты болды. Бұл жоғары сапалы транзисторларды жасау үшін өте таза кристалдар қажет екенін ескере отырып, үлкен қиындықтар туғызды. Ыстық балқытылған кремний қандай тигельде болса да ластаушы заттарды сіңіреді. Teel және оның TI-дағы командасы DuPont компаниясының ультра таза кремний үлгілерін пайдалана отырып, бұл қиындықтарды жеңе алды. 1954 жылы мамырда Огайо штатының Дейтон қаласында өткен Радиотехника институтының конференциясында Тиал өзінің зертханасында жасалған жаңа кремний құрылғылары ыстық майға батырылған кезде де жұмысын жалғастыратынын көрсетті.
Сәтті бастамалар
Ақырында, транзисторды алғаш ойлап тапқаннан кейін шамамен жеті жыл өткен соң, оны синонимге айналған материалдан жасауға болады. Біздің микропроцессорлар мен жад микросхемаларында қолданылатын пішінге ұқсайтын транзисторлар пайда болғанға дейін шамамен бірдей уақыт өтеді.
1955 жылы Bell Labs ғалымдары жаңа допинг технологиясымен кремний транзисторларын жасауды сәтті үйренді - сұйық балқымаға қоспалардың қатты шарларын қосудың орнына олар жартылай өткізгіштің қатты бетіне газ тәрізді қоспаларды енгізді (). Температураны, қысымды және процедураның ұзақтығын мұқият бақылай отырып, олар допингтің қажетті тереңдігі мен дәрежесіне дәл жетті. Өндіріс процесінде үлкен бақылау соңғы өнімнің электрлік қасиеттеріне үлкен бақылау берді. Ең бастысы, термиялық диффузия өнімді партиялармен шығаруға мүмкіндік берді - сіз кремнийдің үлкен тақтасын сіңдіріп, оны транзисторларға кесуге болады. Әскерилер Bell Laboratories-ті қаржыландыруды қамтамасыз етті, өйткені өндірісті орнату жоғары бастапқы шығындарды талап етті. Оларға ультра жоғары жиілікті ерте хабарлау радар байланысы үшін жаңа өнім қажет болды (««), Солтүстік полюстен ұшатын кеңестік бомбалаушы ұшақтарды анықтауға арналған Арктикалық радиолокациялық станциялар тізбегі және олар бір транзисторға 100 доллар төлеуге дайын болды (бұл күндері жаңа көлікті 2000 долларға сатып алуға болатын күн болды).
-мен легирлеу Қоспалардың орналасуын бақылайтын , бүкіл схеманы толығымен бір жартылай өткізгіш субстратқа оюлау мүмкіндігін ашты - бұл бір уақытта 1959 жылы Fairchild Semiconductor және Texas Instruments компаниясымен ойластырылған.Фэйрчайлдан транзистордың электрлік контактілерін байланыстыратын металл пленкалардың химиялық шөгіндісін қолданды. Ол қолмен сым жасау қажеттілігін жойды, өндіріс шығындарын азайтты және сенімділікті арттырды.
Ақырында, 1960 жылы Bell Labs екі инженері (Джон Аталла және Дэвон Кан) далалық транзисторға арналған Шоклидің бастапқы тұжырымдамасын жүзеге асырды. Жартылай өткізгіштің бетіндегі оксидтің жұқа қабаты алюминий қақпасынан электр өрісінің кремнийге енуіне себеп болатын беттік күйлерді тиімді басуға қабілетті болды. Осылайша MOSFET [металл-оксидті жартылай өткізгіш өрістік транзистор] (немесе металл-оксид-жартылай өткізгіштен жасалған MOS құрылымы) дүниеге келді, ол кішірейту өте оңай болды және ол әлі де барлық заманауи компьютерлерде қолданылады (бір қызығы). , Аталла Мысырдан шыққан, ал Канг Оңтүстік Кореядан шыққан, және біздің бүкіл тарихымыздағы тек осы екі инженердің еуропалық тамыры жоқ).
Ақырында, бірінші транзисторды ойлап тапқаннан кейін он үш жыл өткен соң, сіздің компьютеріңізде транзисторға ұқсас нәрсе пайда болды. Оны өндіру оңайырақ болды және қосылыс транзисторына қарағанда аз қуат пайдаланды, бірақ сигналдарға жауап беру өте баяу болды. Бір чипте орналасқан жүздеген немесе мыңдаған құрамдас бөліктері бар кең ауқымды интегралдық схемалардың таралуымен ғана өрістік транзисторлардың артықшылықтары бірінші орынға шықты.
Өріс эффектісі транзисторының патентінен алынған сурет
Өріс әсері Bell Labs компаниясының транзисторды дамытуға қосқан соңғы үлкен үлесі болды. Bell Laboratories (олардың Western Electric компаниясымен), General Electric, Sylvania және Westinghouse сияқты ірі электроника өндірушілері жартылай өткізгіштерді зерттеудің әсерлі көлемін жинады. 1952 жылдан 1965 жылға дейін тек Bell Laboratories осы тақырып бойынша екі жүзден астам патентті тіркеді. Дегенмен коммерциялық нарық тез арада Texas Instruments, Transitron және Fairchild сияқты жаңа ойыншылардың қолына түсті.
Алғашқы транзисторлар нарығы ірі ойыншылардың назарын аудару үшін тым кішкентай болды: 18 жылдардың ортасында жылына шамамен 1950 миллион доллар, электроника нарығының жалпы көлемі 2 миллиард долларды құрайтын болса да, бұл алыптардың зерттеу зертханалары байқаусызда оқу лагерлері ретінде қызмет етті. мұнда жас ғалымдар өз қызметтерін кішігірім фирмаларға сатуға көшкенге дейін жартылай өткізгіштер туралы білімдерін сіңіре алады. Түтік электроника нарығы 1960 жылдардың ортасында айтарлықтай қысқара бастағанда, Bell Labs, Westinghouse және басқалары үшін жаңадан бастағандармен бәсекелесу тым кеш болды.
Компьютерлердің транзисторларға көшуі
1950 жылдары транзисторлар төрт негізгі салада электроника әлеміне басып кірді. Алғашқы екеуі есту аппараттары мен портативті радиостанциялар болды, мұнда қуатты аз тұтыну және батареяның ұзақ қызмет ету мерзімі басқа ойларды жоққа шығарды. Үшіншісі – әскери мақсатта пайдалану. АҚШ армиясы транзисторларға далалық радиостанциялардан бастап баллистикалық зымырандарға дейін қолдануға болатын сенімді, ықшам құрамдас бөліктерге үлкен үміт артты. Дегенмен, алғашқы күндерде олардың транзисторларға жұмсаған шығындары олардың сол кездегі құндылығын растаудан гөрі, технологияның болашағына ставка ретінде көрінді. Сонымен қатар, сандық есептеулер де болды.
Компьютер саласында вакуумдық түтік қосқыштарының кемшіліктері жақсы белгілі болды, кейбір скептиктер соғысқа дейін тіпті электронды компьютерді практикалық құрылғы жасауға болмайды деп сенді. Бір құрылғыда мыңдаған шамдар жиналғанда, олар электр қуатын жеп, орасан зор жылу шығарды, ал сенімділік тұрғысынан олардың тұрақты күйіп кетуіне ғана сенуге болады. Сондықтан аз қуатты, салқын және жіпсіз транзистор компьютер өндірушілерінің құтқарушысы болды. Оның күшейткіш ретінде кемшіліктері (мысалы, шулы шығыс) коммутатор ретінде пайдаланылған кезде мұндай проблема болмады. Жалғыз кедергі шығын болды, уақыт өте келе ол күрт төмендей бастайды.
Транзисторланған компьютерлермен алғашқы американдық тәжірибелердің барлығы әскерилердің келешегі зор жаңа технологияның әлеуетін зерттеуге деген ұмтылысының және инженерлердің жақсартылған коммутаторларға көшуге деген ұмтылысының қиылысында болды.
Bell Labs 1954 жылы АҚШ Әскери-әуе күштері үшін транзисторлар аналогтық навигацияны алмастыратын және мақсатты анықтауға көмектесетін сандық компьютерді бомбалаушы ұшақта орнатуға мүмкіндік беретінін білу үшін TRADIC құрастырды. MIT Линкольн зертханасы 0 жылы кең ауқымды әуе қорғаныс жобасының бөлігі ретінде TX-1956 компьютерін әзірледі. Машина жоғары жылдамдықты есептеулерге өте қолайлы беткі тосқауыл транзисторының басқа нұсқасын пайдаланды. Philco өзінің SOLO компьютерін Әскери-теңіз күштерімен келісім-шарт бойынша (бірақ шын мәнінде NSA өтініші бойынша) құрастырды, оны 1958 жылы аяқтады (беттік тосқауыл транзисторының басқа нұсқасын қолдана отырып).
Қырғи қабақ соғыс кезінде ресурстармен аз қамтамасыз етілген Батыс Еуропада оқиға мүлдем басқаша болды. Манчестер транзисторлық компьютері сияқты машиналар, (басқа атау ENIAC жобасынан шабыттандырылған және кері жазылған) және австриялық олардың жасаушылары біріктіре алатын ресурстарды, соның ішінде бірінші буынды бір нүктелі транзисторларды пайдаланатын қосалқы жобалар болды.
Транзисторларды қолданатын алғашқы компьютердің атауына қатысты көптеген даулар бар. Мұның бәрі, әрине, «бірінші», «транзистор» және «компьютер» сияқты сөздерге дұрыс анықтамаларды таңдауға байланысты. Қалай болғанда да, біз оқиғаның қайда аяқталатынын білеміз. Транзисторланған компьютерлерді коммерцияландыру бірден дерлік басталды. Жылдан-жылға бірдей бағадағы компьютерлер барған сайын қуатты болды, ал бірдей қуаттағы компьютерлер арзандады және бұл процесс ауырлық күші мен энергияны үнемдеуден кейінгі заң дәрежесіне көтерілгені соншалық. Қай қиыршық тас бірінші болып құлағанын дауласуымыз керек пе?
Мур заңы қайдан шыққан?
Коммутатор тарихының соңына жақындаған кезде, мынаны сұраған жөн: бұл күйреуге не себеп болды? Неліктен Мур заңы бар (немесе бар - бұл туралы басқа жолы даулаймыз)? Вакуумдық түтіктер немесе реле үшін ешкім жоқ сияқты ұшақтар немесе шаңсорғыштар үшін Мур заңы жоқ.
Жауап екі бөліктен тұрады:
- Артефакт категориясы ретінде коммутатордың логикалық қасиеттері.
- Транзисторларды жасау үшін таза химиялық процестерді қолдану мүмкіндігі.
Біріншіден, коммутатордың мәні туралы. Көптеген артефактілердің қасиеттері кешірілмейтін физикалық шектеулердің кең ауқымын қанағаттандыруы керек. Жолаушылар ұшағы көптеген адамдардың салмағын көтеруі керек. Шаңсорғыш белгілі бір физикалық аймақтан белгілі бір уақыт ішінде белгілі бір мөлшерде кірді сорып алуы керек. Ұшақтар мен шаңсорғыштар наноөлшемге дейін азайтылса, пайдасыз болар еді.
Коммутатордың, адам қолы ешқашан тиіп көрмеген автоматты қосқыштың физикалық шектеулері әлдеқайда аз. Оның екі түрлі күйі болуы керек және күйлері өзгерген кезде басқа ұқсас қосқыштармен байланыса алуы керек. Яғни, тек қосу және өшіру мүмкіндігі болуы керек. Транзисторлардың ерекшелігі неде? Неліктен цифрлық қосқыштардың басқа түрлері мұндай экспоненциалды жақсартуларды бастан өткерген жоқ?
Міне, біз екінші дерекке келеміз. Транзисторларды механикалық араласусыз химиялық процестерді қолдану арқылы жасауға болады. Ең басынан бастап транзисторлық өндірістің негізгі элементі химиялық қоспаларды пайдалану болды. Содан кейін өндірістің соңғы механикалық қадамын - сымдарды бекітуді алып тастайтын жазық процесс келді. Нәтижесінде ол миниатюризациядағы соңғы физикалық шектеуден құтылды. Транзисторлар бұдан былай адамның саусақтары немесе кез келген механикалық құрылғы үшін жеткілікті үлкен болуы қажет емес. Мұның бәрі қарапайым химия арқылы, елестетпейтін кішігірім масштабта жасалды: қышқылды қышқылдан тазарту, беттің қай бөліктері қышқылдануға қарсы тұратынын бақылау үшін жарық және сырланған жолдарға қоспалар мен металл қабықшаларды енгізу үшін бу.
Неліктен миниатюризация қажет? Өлшемді азайту жағымды жанама әсерлердің тұтас галактикасын берді: коммутация жылдамдығын арттыру, энергияны тұтынуды азайту және жеке көшірмелердің құны. Бұл күшті ынталандырулар барлығын коммутаторларды одан әрі азайту жолдарын іздеуге әкелді. Ал жартылай өткізгіш өнеркәсібі бір адамның өмірінде тырнақтай қосқыштар жасаудан бастап, бір шаршы миллиметрге ондаған миллион қосқыштарды қаптамаға айналдырды. Бір коммутатор үшін сегіз доллар сұраудан бастап, бір долларға жиырма миллион коммутатор ұсынуға дейін.
Intel 1103 жад микросхемасы 1971 ж. Өлшемдері тек ондаған микрометрлік жеке транзисторлар енді көзге көрінбейді. Содан бері олар тағы мың есе азайды.
Тағы не оқу керек:
- Эрнест Бруан және Стюарт МакДональд, Миниатюрадағы революция (1978)
- Майкл Риордан және Лилиан Ходдесон, Кристалл от (1997)
- Джоэл Шуркин, сынған гений (1997)
Ақпарат көзі: www.habr.com